自転車の変速機をわかりやすく解説！仕組みや不具合が出たときの調整方法も紹介！

ロードバイク、クロスバイクなどのスポーツ自転車を快適に走れるのは変速機があるからです。ビアンキなど高級スポーツ自転車の購入時に悩むのが変速機のギアの枚数ではないでしょうか。変速機には9段・18段・24段などギア(歯車)の数によって種類に分かれます。変速機のギア数と走りの違いやギアが切り替えられる仕組み、役割と調整方法などについて解説していきます。

変速機のギアが切り替えられる仕組みを説明する前に、自転車の変速とはどんなことなのか知っておきましょう。変速とは文字通りの速度を変えることです。自転車の走行速度変える方法の1つがブレーキを使うことです。速いスピードで走行していてもブレーキを使うことで、遅い速度にできます。このことも広い意味では変速です。

ブレーキで速度を変える変速はできます。しかし、この方法は、厳密に言えば減速になります。では自転車の変速とはどんなことなのでしょうか。自転車の変速とは、ギア(歯車)の組み合わせによって自転車の走り方を変えることです。つまり、自転車の変速機とは、走り方に影響するギア(歯車)を調整することできる役割がある部品ということになります。

自転車の変速機を使ったらからといって速度が変えられるわけではありません。自転車の変速機ギア(歯車)調整で変わるのがペダルの重さ軽さです。変速機は、前輪からチェーンを経由して後輪の場所にあるギア(歯車)を変えることができます。ギア(歯車)の選び方でペダルを重くしたり、軽くしたりと調整できる仕組みです。ペダルを軽く調整するより重く調整した方が、足で1回転させたときタイヤの回転数が多くなります。つまり、重く調整すると軽く調整したよりペダル1回転での自転車が前に進む距離が長いということです。

自転車の変速機を使うことでペダルを重くも軽くもできます。ペダルを重くしたり、軽くしたりすることで、どのような走り方になるのかみていきましょう。自転車の変速機とは、自動車のシフトレバーのように、切り替えたからといって速度自体が変わるわけではありません。速く走れるようにあるいは、軽く踏み込んでも自転車が前に進みやすくなるようにギアの組み合わせができるだけです。

自転車の変速機でペダルを重く調整した場合は、速度を上げやすくなり、軽く調整したら、勾配のある道が登りやすくなります。また自転車のスタートのときにスムーズに前進させやすくできるのです。ギアが重い状態で勾配のある道を登った場合は、速度は出ないばかりかペダルを強く踏み込まないと前に進みません。速い速度で走りたいのなら、まずは、ペダルが軽くなるようにギア調整し、速度が上がってきたら重くなるようすることです、

自転車の変速機ギヤが切り替えられる仕組みをみていきましょう。自転車の変速機には外装式変速機と内装式変速機の種類があります。外装式変速機とは、ペダルの場所にあるギア(歯車)と後ろのタイヤの場所にあるスプロケットと呼ばれているギアで構成されています。スプロケットにはチェーンが掛けられていて、歯数が違って、大きさも違うスプロケット(ギア)をチェーンに切り替えで変速する仕組みです。

外装式変速機とは、ロードバイク、クロスバイクのスポーツ自転車に主に使われている変速機です。構造上からギア数が多くすることが可能なため、ギアの変速組み合わせ方が多くできるので自転車の細かい走り方に設定することが可能です。外装式変速機とは、自転車を走らせながらチェーンにかかっているギアの切り替えによって変速するので、自転車が停止した状態では変速機の役割は果せません。

外装変速機は、外からの見える場所にあるので修理や調整がやりやすいのがメリットですが、構造上からすぐに切り替えることができないといったデメリットもあります。内装式変速機とは、後輪の車軸の場所にあるホイールのスポーク支えているハブ内部にあります。内装式変速機は、回転軸シャフトに固定されていて、中央に支持ギアがあり、周りに歯の数が違ったギアで構成され、ギアの組み合わせを切り替えて変速する仕組みの変速機です。

内装変速機とは、外から見えない場所にある変速機なので、修理や調整するときには、ハブ周りの場所にあるブレーキなど外す必要があります。またハブ内部の場所にあることから外の影響は受けづらくメンテナンスが楽なのがメリットです。内装変速機とは、外装変速機のようにチェーンと直接繋がっていないため、自転車が停止状態でも変速することが可能になります。内装変速機は外装変速機より構造が複雑になることから、重くなるのがデメリットです。そのためビアンキなどクロスバイク・ロードバイクなどスポーツ自転車には向いていません。

自転車の変速機の役割についてみていきましょう。変速機の役割はスムーズで滑らかな走り方で快適に自転車が乗れることです。自転車の変速機があることで、滑り出し、スタートがスムーズにできます。つまり、ペダルを強く踏まずに軽くペタリングするだけで自転車を動かせるということです。ギアの歯数が少なく調整すればペダル踏む力が軽くなり、多くすれば重くなります。

ペダルにあるギアは、大きくて歯数が多ければ、ペダル踏む力は重くなりますが、その分タイヤにパワーが伝わり自転車のスピードが速くなります。ギアが小さく歯数が少なければ、ペダル踏む力は軽くなります。しかし、スピードは出ません。後輪のギアはその逆になり、ギアの歯数が多ければ、ペダル踏む力は軽くなり、少なければ重くなります。結果として自転車のスピードが出るといった仕組みです。

このように自転車の変速機とは、ペダルと固定しているギアと後輪のギア前後の組み合わせによって、スピード調整する仕組みになっています。自転車のスタートや勾配のある道などパワーが必要な場合は、ペダルに固定のギアつまり、フロントギアの歯数を少なく調整すると走りやすいでしょう。

自転車の変速機は、ギア・変速レバー・ワイヤー・ディレイラー・スプロケット・チェーンで構成されています。自転車の変速機の調整が必要になるのが、ギアが入らない、戻らない、切り替えできないときです。その原因には、「ワイヤー・ディレーラーやチェーン異常」「スプロケットの不具合」があります。

自転車の変速機ギアが切り替えできない原因としてワイヤー異常があります。ワイヤー異常とは、変速機レバー動かしてもギアの切り替えができない、戻らない、表示と違うギアになることなどです。この場合ワイヤーが古いため張りが弱っていることが考えられて交換が必要になります。古いワイヤー交換手順は、ワイヤーの張り弱くする・ワイヤーキャップ抜く・固定ボルトを緩める・アジャスター緩め・ワイヤー取り出し・ワイヤー抜き・ワイヤー固定・ワイヤー交換です。

古いワイヤーを交換しやすいようにワイヤーの張りが弱い、小さいギアにチェーン移動することがスタートです。後輪のディレイラーに固定されている古いワイヤーの先端部分にあるキャップをプライヤーなど工具を使って外し、固定ボルトを緩めてディレイラーから古いワイヤー抜きます。ディレイラーから古いワイヤーを抜いてもアジャスターに固定されています。そのためアジャスター緩めて古い金属ワイヤーの取り外しが必要です。

取り外したら、樹脂で覆われているアウターワイヤーから抜き取れば、後輪側のワイヤー外しは完了です。次に、ハンドル部分にある変速機レバーからワイヤー抜き取り、引っ張ると古いワイヤー全体を抜くことができます。抜き取ったら交換するワイヤーを変速機レバーに通し、アウターワイヤーに差し込めば変速機レバー側のワイヤー取り付けは完了です。

変速機レバーからワイヤーを後輪に引っ張っていきます。金属ワイヤーにストッパーとなるキャップをしてアジャスターに通し、ディレイラーに仮止めします。変速機レバーの操作に問題が無ければボルトでしっかり固定しましょう。固定が終わったら長い状態のワイヤーを最適な長さにカットしてキャップしたら交換は完了です。交換後の変速機レバーでの操作で正常に切り替わることの確認を忘れないようにしましょう。

ディレーラーは、ギアをスムーズ切り替えるためのバネで構成されている大事な部品です。ディレーラー異常によって表示通り切り替えできないことが起きます。ディレーラーの異常は、見た目で分かります。ディレーラーがホイール側に寄り過ぎていると正常に機能しません。ディレーラーはバネによって右に寄ったり、左に寄ったりすることでギアを切り替える仕組みです。そのため片方に寄り過ぎると変速機レバー表示と違うギアに切り替わり正常性を失います。

ディレーラーが片寄っていると大きなギアに切り替えできなくなり、その原因はワイヤーの張りです。変速機レバーの表示とギアを正常にするにはワイヤーの調整が必要になります。ワイヤーの張り調整はアジャスターボルトで可能です。アジャスターボルトを締める方向に回すとワイヤーの張りが緩み、ボルトを緩める方向に回すとワイヤーの張りが強くなります。

アジャスターボルトを緩める方向に、少しずつ回しながらディレーラーの片寄りを確認して左右に片寄りが無くなるまで調整していきます。ディレーラーは、変速機レバーの操作が無いときに、左右のバランスがとれた位置にあることが大事ですので覚えておきましょう。

自転車の変速機チェーンの役割はギアに切り替えるこです。チェーンは、変速機を使わなくても自転車を動かすためには必ず必要になります。そのため消耗も激しく、また、ほとんどの自転車がむき出し状態です。そのため外部からの影響も受けやすくなります。チェーンがスムーズな動きしないとギアに切り替わりづらくなります。チェーンの動きを良くするために、潤滑油などで手入れしておくことが大事です。

変速機レバーワイヤーやチェーンの動きを良くする潤滑油は、シマノ・ビアンキ・ジャイアントなどのメーカーが提供しています。シマノの「SIS-SP41用グリス」は、伸びが良く塗った後にホコリやゴミも付着しづらいと人気があります。ビアンキでもチェーンやワイヤー用としてグリーススプレーといった潤滑剤を提供していますが、シマノの「SIS-SP41用グリス」はおすすめです。

多くのギア支えているのがハブに装着している支持ギヤスプロケットです。スプロケットはタイヤと同時に回転するため消耗が激しくなり、消耗が進むと、ギアを切り替えたときに体に衝撃を感じるようになります。このような状態になったら交換が必要です。交換にはモンキーレンチ・スプロケットリムーバーと呼ばれている工具が必要になります。

交換手順は、「スプロケットリムーバーはめる」、「スプロケット緩め・外し・取り付け・固定」です。まずはスプロケットのロックリングにスプロケットリムーバーはめることがスタートです。はめたら、モンキーレンチを使って固定ボルト緩めてスプロケットを外し、交換するスプロケット取り付け固定ボルトを締めれば作業完了です。